KR20210031237A - 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들의 안테나 소자는 유전층, 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 방사 전극과 연결된 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴, 및 안테나 패턴과 전기적, 물리적으로 분리되며 안테나 패턴과 함께 유전층의 상면 상에 배치되는 반사 전극을 포함한다. 반사 전극을 통해 서로 다른 통신 기기들 사이의 주파수, 신호 전달이 구현될 수 있다.

Description

안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{ANTENNA DEVICE AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 전극 패턴을 포함하는 안테나 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근 정보화 사회가 발전함에 따라 와이 파이(Wi-Fi), 블루투스(Bluetooth) 등과 같은 무선 통신 기술이 디스플레이 장치와 결합되어, 예를 들면 스마트폰 형태로 구현되고 있다. 이 경우, 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합되어 통신 기능이 수행될 수 있다.
최근 이동통신 기술이 진화하면서, 초고주파 대역의 통신을 수행하기 위한 안테나가 상기 디스플레이 장치에 결합될 필요가 있다. 또한, 최근 투명 디스플레이, 플렉시블 디스플레이와 같은 박형, 고투명, 고해상도의 디스플레이 장치가 개발되면서, 상기 안테나 역시 예를 들면, 박막 전극을 포함한 필름 혹은 패치 형태로 개발되고 있다.
그러나, 안테나의 주파수 대역이 증가할수록 회절 특성이 약화되어 안테나의 커버리지가 감소할 수 있으며, 주변 전파 방해 또는 노이즈에 의해 안테나 게인 역시 감소할 수 있다.
또한, 안테나가 실장되는 디스플레이 장치의 공간이 감소함에 따라, 충분한 게인 특성, 지향성, 커버리지를 갖는 안테나 전극 설계가 용이하지 않다.
예를 들면, 한국공개특허 제2013-0095451호는 디스플레이 패널에 일체화된 안테나를 개시하고 있으나, 고주파수에 대응한 상술한 안테나 전극 설계에 대해서는 충분히 고려하지 않고 있다.
한국공개특허공보 제2013-0095451호
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 효율성 및 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 방사 효율성 및 신뢰성을 갖는 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
1. 유전층; 상기 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 상기 방사 전극과 연결된 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴; 및 상기 안테나 패턴과 전기적, 물리적으로 분리되며 상기 안테나 패턴과 함께 상기 유전층의 상면 상에 배치되는 반사 전극을 포함하는, 안테나 소자.
2. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 반사 전극은 각각 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
3. 위 2에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 반사 전극과 전기적, 물리적으로 분리되며, 상기 안테나 패턴 및 상기 반사 전극 주변에 형성된 메쉬 형상의 더미 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
4. 위 1에 있어서, 복수의 상기 반사 전극들이 수평 방향을 따라 배열되는, 안테나 소자.
5. 위 4에 있어서, 복수의 상기 반사 전극들이 상기 수평 방향을 따라 순차적으로 면적이 증가 또는 감소하도록 배열되는, 안테나 소자.
6. 위 4에 있어서, 복수의 상기 반사 전극들이 상기 수평 방향을 따라 배열되어 반사 전극 행이 정의되며,
복수의 상기 반사 전극 행들이 수직 방향을 따라 배열되는, 안테나 소자.
7. 위 6에 있어서, 이웃하는 상기 반사 전극 행들에 포함된 상기 반사 전극들은 반대의 배열 형태 또는 반대의 배열 순서로 마주보도록 배치된, 안테나 소자.
8. 위 1에 있어서, 평면 방향에서 면적이 다른 상기 반사 전극들이 순차적으로 중첩되도록 배열된, 안테나 소자.
9. 위 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 전송 선로의 말단과 연결되는 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
10. 위 9에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 방사 전극을 사이에 두고 상기 신호 패드와 반대 측에 배치되는, 안테나 소자.
11. 위 1에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
12. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 반사 전극 사이의 이격 거리는 상기 방사 전극의 공진 주파수의 반파장(λ/2) 이상인, 안테나 소자.
13. 위 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 반사 전극은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 안테나 소자.
14. 위 1 내지 13 중 어느 한 항의 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
15. 위 14에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 장치의 전면 측으로 실장되며, 상기 방사 전극 및 상기 반사 전극은 메쉬 구조를 포함하는, 디스플레이 장치.
16. 위 14에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 장치의 배면 측으로 실장되며, 상기 방사 전극 및 상기 반사 전극은 서로 분리된 속이 찬(solid) 도전 패턴 형상을 갖는, 디스플레이 장치.
본 발명의 실시예들에 따르는 안테나 소자는 안테나 전극 및 상기 방사 전극과 전기적으로, 물리적으로 이격된 반사 전극을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 소자가 실장된 다른 모바일 기기에 포함된 상기 반사 전극으로부터 주파수 또는 신호가 공급될 수 있으며, 이에 따라 고주파수 구동시 발생하는 신호 손실을 감소시키며 게인량을 증가시킬 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 상기 반사 전극들이 어레이 형태로 배열되며, 이웃하는 반사 전극 사이에서의 위상차에 의한 간섭을 상쇄하도록 설계될 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 3 내지 도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
본 발명의 실시예들은 방사 전극 및 반사 전극을 포함하며, 방사 효율성 및 신뢰성이 향상된 안테나 소자를 제공한다.
상기 안테나 소자는 예를 들면, 투명 필름 형태로 제작되는 마이크로스트립 패치 안테나(microstrip patch antenna)일 수 있다. 상기 필름 안테나는 예를 들면, 3G 내지 5G 이동통신을 위한 통신 기기에 적용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들은 상기 안테나 소자를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
이하 도면을 참고하여, 본 발명의 실시예들을 보다 구체적으로 설명하도록 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1 및 도 2는 각각 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 단면도 및 평면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자는 유전층(100), 유전층(100)의 상면 상에 배치된 제1 전극층(110) 및 유전층(100)의 저면 상에 배치된 제2 전극층(90)을 포함할 수 있다.
유전층(100)은 소정의 유전율을 갖는 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 예를 들면, 글래스, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 금속 산화물 등과 같은 무기 절연 물질, 또는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 이미드 계열 수지 등과 같은 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 유전층(100)은 제1 전극층(110)이 형성되는 안테나 소자의 필름 기재로서 기능할 수 있다.
예를 들면, 투명 필름이 유전층(100)으로 제공될 수 있다. 상기 투명 필름은 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등의 열가소성 수지를 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 투명 필름이 유전층(100)으로 활용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 유전층(100)의 유전율은 약 1.5 내지 12 범위로 조절될 수 있다. 상기 유전율이 약 12를 초과하는 경우, 구동 주파수가 지나치게 감소하여, 원하는 고주파 대역에서의 구동이 구현되지 않을 수 있다. 바람직하게는, 유전층(100)의 유전율은 약 2 내지 10 범위일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 전극층(110)은 방사 전극(112) 및 전송 선로(feeding line)(114)를 포함하는 안테나 패턴을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110)은 상기 안테나 패턴 주변에 배열된 더미 전극(130)을 더 포함할 수 있다.
제1 전극층(110)은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 예를 들면, 방사 전극(112) 및 더미 전극(130)은 저저항 구현을 위해 은(Ag) 또는 은 합금을 포함할 수 있으며, 예를 들면 은-팔라듐-구리(APC) 합금을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110)은 인듐주석 산화물(ITO), 인듐아연 산화물(IZO), 인듐아연주석 산화물(ITZO), 아연 산화물(ZnOx)과 같은 투명 도전성 산화물을 포함할 수도 있다
일부 실시예들에 있어서, 제1 전극층(110)은 투명 도전성 산화물 층-금속층-투명 도전성 산화물 층의 3층 구조를 가질 수도 있다. 이 경우, 상기 금속층에 의해 플렉시블 특성이 향상되면서, 저항을 낮출 수 있으며, 상기 투명 도전성 산화물 층에 의해 내부식성, 투명성이 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 방사 전극(112) 및/또는 전송 선로(114)는 투명성 또는 투과도 향상을 위해 상술한 도전 물질을 포함하는 메쉬 구조로 형성될 수 있다. 이 경우, 더미 전극(130) 역시 메쉬 구조를 포함할 수 있으며, 방사 전극(112) 및/또는 전송 선로(114)의 시인성을 추가적으로 감소시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 더미 전극(130) 내에서는 상기 메쉬 구조애 포함된 전극 라인들이 절단된 분절부들을 포함할 수 있다. 이에 따라, 더미 전극(130)의 투과율이 추가적으로 증가되고, 방사 전극(112)에 대한 방사 간섭, 신호 간섭을 감소시킬 수 있다.
전송 선로(114)는 방사 전극(112)의 일단으로부터 연장될 수 있다. 예를 들면, 전송 선로(114)는 방사 전극(112)의 중앙부에서 돌출되어 연장할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 전송 선로(114)는 방사 전극(112)과 실질적으로 동일한 도전 물질을 포함하며, 실질적으로 동일한 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 전송 선로(114)는 방사 전극(112)과 일체로 연결되어 실질적으로 단일 부재로 제공될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 유전층(100) 상에 상술한 금속, 합금 및/또는 투명 도전성 산화물을 포함하는 도전층을 형성한 후, 상기 도전층을 식각하여 메쉬 층을 형성할 수 있다. 이후, 상기 메쉬 층을 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)의 프로파일을 따라 식각하여 제1 분리 영역(120a)을 형성할 수 있다. 제1 분리 영역(120a)에 의해 상기 메쉬 층으로부터 방사 전극(112) 및 전송 선로(114)를 포함하는 상기 안테나 패턴 및 더미 전극(130)이 구분될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 전극층(110)은 반사 전극(140)을 더 포함할 수 있다. 반사 전극(140)은 제1 이격 거리(D1)로 방사 전극(112)과 물리적, 전기적으로 분리될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 반사 전극(140)은 메쉬 구조를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 메쉬 층 형성 후 상기 메쉬 층을 부분적으로 식각하여 제2 분리 영역(120b)을 형성할 수 있다. 상기 메쉬 층 중 제2 분리 영역(120b)에 의해 한정된 패턴이 반사 전극(140)으로 정의될 수 있다. 예를 들면, 반사 전극(140)은 더미 전극(130) 내에서 격리된 섬(island) 형상을 가질 수 있다
반사 전극(140)은 더미 전극(130)을 사이에 두고 방사 전극(112)과 분리될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 제1 이격 거리(D1)는 방사 전극(112)의 공진 주파수에 해당하는 파장의 반파장(λ/2) 이상일 수 있다. 상기 범위에서, 방사 전극(112)에 대한 신호 간섭을 충분히 억제할 수 있다. 바람직하게는, 제1 이격 거리(D1)는 일 파장(λ) 이상일 수 있다.
제1 이격 거리(D1)는 인접한 방사 전극(112) 및 반사 전극(140) 사이의 최단 거리로 정의될 수 있다.
반사 전극(140)은 예를 들면, 다른 안테나 소자 또는 다른 통신 기기로부터 전달된 주파수 또는 신호를 반사시킬 수 있다. 이에 따라, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자가 실장된 통신 기기들은 서로 주파수 또는 신호를 전달 또는 수신할 수 있다.
방사 전극(112)이 구동되는 주파수가 20GHz 이상, 또는 30GHz 이상의 고주파수 대역으로 이동하는 경우 회절 특성이 약화되어 하나의 안테나 소자를 통한 게인(gain), 커버리지(coverage)가 저하될 수 있다.
그러나, 상술한 반사 전극(140)이 포함된 안테나 소자들이 함께 구동되는 경우 상호 신호 송/수신이 구현됨에 따라 방사 전극(112)에서의 방사 집중도를 증가시킬 수 있으며, 안테나 소자를 통한 게인(gain) 및 지향성(directivity)을 함께 증진시킬 수 있다.
전송 선로(114)의 일 단부에는 패드 전극(116)이 배치될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 패드 전극(116)은 신호 패드(116a) 및 그라운드 패드(116b)를 포함할 수 있다. 신호 패드(116a)는 전송 선로(114)를 통해 방사 전극(112)과 전기적으로 연결되며, 구동 회로부(예를 들면, IC 칩)와 방사 전극(112)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
예를 들면, 신호 패드(116a) 상에 연성 회로 기판(FPCB)와 같은 회로 기판이 접합되며, 상기 연성 회로 기판 상에 상기 구동 회로부가 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 패턴 및 상기 구동 회로부 사이에서 신호 송수신이 구현될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 한 쌍의 그라운드 패드들(116b)이 신호 패드(116a)를 사이에 두고 신호 패드(116a)와 전기적, 물리적으로 이격되어 서로 마주보며 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 안테나 소자를 통해 수직 방사와 함께 수평 방사가 구현될 수 있다.
패드 전극(116)은 신호 저항 감소를 위해 상술한 금속 또는 합금을 포함하는 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다. 패드 전극(116)은 상기 안테나 패턴과 동일 층(예를 들면, 유전층(100) 상면)에 위치할 수 있다.
이와는 달리, 패드 전극(116)은 상기 안테나 패턴과 다른 층에 위치할 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 패턴을 덮는 절연층이 형성되고, 상기 절연층 상에 패드 전극(116)이 형성될 수 있다. 이 경우, 신호 패드(116a)는 상기 절연층을 관통하는 콘택을 통해 전송 선로(114)와 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전극층(90)은 상기 안테나 패턴의 그라운드 전극으로 제공될 수 있다. 예를 들면, 유전층(100)에 의해 방사 전극(112) 및 제2 전극층(90) 사이에서 상기 안테나 소자의 두께 방향으로 정전용량(capacitance) 또는 인덕턴스(inductance)가 형성되어, 상기 안테나 소자가 구동 혹은 센싱할 수 있는 주파수 대역이 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 안테나 소자는 제2 전극층(90)을 통해 수직 방사 안테나로 제공될 수 있다.
제2 전극층(90)은 제1 전극층(110)과 실질적으로 동일하거나 유사한 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 상기 안테나 소자가 실장되는 디스플레이 장치의 도전성 부재가 제2 전극층(90)으로 제공될 수도 있다.
상기 도전성 부재는 예를 들면, 디스플레이 패널에 포함된 박막 트랜지스터(TFT)의 게이트 전극, 스캔 라인 또는 데이터 라인과 같은 각종 배선, 또는 화소 전극, 공통 전극과 같은 각종 전극 등을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 안테나 패턴을 메쉬 구조를 포함하도록 형성함으로써, 상기 안테나 소자의 투과율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 안테나 패턴 주변에 메쉬 구조를 갖는 반사 전극(140) 및 더미 전극(130)을 배열할 수 있다. 이에 따라, 반사 전극(140)에 의해 방사 효율성을 향상시키면서 위치별 전극 배열 차이에 따라 디스플레이 장치의 사용자에게 상기 안테나 패턴이 시인되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 안테나 패턴과 반사 전극(140)을 동일 층 또는 동일 레벨에 배치하여 안테나 소자의 실장 공간을 감소시킬 수 있다. 따라서, 제한된 공간 내에서 방사 효율성이 향상된 안테나 소자를 구현할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 반사 전극(140)은 각각 상술한 도전 물질을 포함하는 속이 찬(solid) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 더미 전극(130)은 생략될 수도 있다.
상기 안테나 소자가 사용자에게 시인되지 않는 디스플레이 장치의 배면 측으로 실장되는 경우 메쉬 구조 대신 속이 찬 구조를 적용하여 방사 전극(112)에서의 저항을 감소시키고, 반사 전극(140)에서의 반사율을 증가시킬 수 있다.
도 3 내지 도 6은 일부 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 나타내는 개략적인 평면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 안테나 패턴들 및 반사 전극들(140)은 각각 복수로 배열되어 어레이를 형성할 수 있다.
예를 들면, 각각 방사 전극(112), 전송 선로(114) 및 패드 전극(116)을 포함하는 상기 안테나 패턴들이 수평 방향을 따라 배열될 수 있다. 복수의 반사 전극들(140) 역시 상기 안테나 패턴들의 배열 방향을 따라 배열될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 복수의 반사 전극들(140)은 상기 수평 방향을 따라 순차적으로 면적이 증가하도록(또는 순차적으로 면적이 감소하도록) 배열될 수 있다. 또한, 인접하는 반사 전극들(140)은 제2 이격 거리(D2)로 분리될 수 있다.
예를 들면, 반사 전극들(140)의 면적을 통해 반사되는 주파수 대역을 조절할 수 있으며, 반사 전극들(140) 사이의 제2 이격 거리(D2)를 통해 이웃하는 반사 전극들(140) 사이의 위상차를 상쇄시킬 수 있다.
반사 전극들(140)의 면적을 순차적으로 증가시킴에 따라, 반사되는 주파수의 커버리지를 증가시킬 수 있으며, 제2 이격 거리(D2) 조절을 통해 반사 전극들(140) 사이의 충돌 또는 간섭을 방지할 수 있다.
제2 이격 거리(D2)는 이웃하는 반사 전극들(140) 사이의 최단 거리일 수 있다. 제2 이격 거리(D2)는 도 2를 참조로 설명은 제1 이격 거리(D1)보다 작을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 반사 전극들(140)의 면적 및 거리는 반사 전극들(140)에 의해 반사되는 주파수들의 위상(phase) 차를 실질적으로 0(zero)으로 형성하도록 조절될 수 있다. 이 경우, 상기 안테나 소자에 의해 반사되는 반사각도가 동일하게 조절되어 반사 전극(140)을 통한 반사 주파수의 강도, 지향성이 증진될 수 있다.
도 4를 참조하면, 복수의 반사 전극 행들이 어레이 형태로 배열될 수 있다. 예를 들면, 각각 수평 방향으로 배열된 복수의 반사 전극들(140)을 포함하는 제1 반사 전극 행(145a) 및 제2 반사 전극 행(145b)이 수직 방향으로 인접하여 배치될 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 수평 방향 및 수직 방향은 유전층(100) 상면에 평행하며 서로 수직하게 교차하는 두 방향을 지칭할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 제1 반사 전극 행(145a) 및 제2 반사 전극 행(145b)의 배열 형태는 서로 반대로 마주보도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 제1 반사 전극 행(145a)에 포함된 반사 전극들(140)은 상기 수평 방향을 따라 순차적으로 면적이 증가하도록 배열될 수 있다. 제2 반사 전극 행(145b)에 포함된 반사 전극들은 상기 수평 방향을 따라 순차적으로 면적이 감소하도록 배열될 수 있다.
인접한 반사 전극 행들을 역 배열 형태로 배치함으로써, 상기 안테나 소자를 통한 반사 주파수 커버리지를 실질적으로 균일화하면서 증가시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 반사 전극(140)의 형상은 적절히 변경될 수도 있다. 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 반사 전극(140)은 사각형과 같은 다각형 패턴 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 반사 전극(140)은 원형 패턴 형상을 가질 수도 있다.
도 6을 참조하면, 반사 전극들(140)은 평면 방향에서 관찰할 때 면적이 다른 전극 패턴들이 서로 중첩된 형태로 배열될 수 있다.
예를 들면, 제1 반사 전극(140a) 내에 면적이 감소된 제2 반사 전극(140b)이 포함되며, 제2 반사 전극(140b) 내에 면적이 감소된 제3 반사 전극(140c)이 포함되며, 제3 반사 전극(140c) 내에 면적이 감소된 제4 반사 전극(140d)이 포함된 방식으로 복수의 반사 전극들(140)이 순차적으로 면적이 감소되며 배열될 수 있다.
일 평면 내에서, 반사 전극들(140)을 순차적으로 중첩되도록 배열시킴에 따라, 반사 집중도를 증가시키면서 반사되는 주파수의 커버리지를 함께 증가시킬 수 있다.
도 7은 예시적인 실시예들에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 개략적인 평면도이다.
도 7을 참조하면, 예를 들면, 도 7은 디스플레이 장치의 윈도우를 포함하는 외부 형상을 도시하고 있다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 장치(200)는 표시 영역(210) 및 주변 영역(220)을 포함할 수 있다. 주변 영역(220)은 예를 들면, 표시 영역(210)의 양 측부 및/또는 양 단부에 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상술한 안테나 소자는 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 패치 또는 필름 형태로 삽입될 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상술한 필름 안테나의 방사 전극(112)은 디스플레이 장치(200)의 표시 영역(210)에 적어도 부분적으로 대응되도록 배치되며, 패드 전극(116)은 디스플레이 장치(200)의 주변 영역(220)에 대응되도록 배치될 수 있다.
주변 영역(220)은 예를 들면, 화상 표시 장치의 차광부 또는 베젤부에 해당될 수 있다. 또한, 주변 영역(220)에는 디스플레이 장치(200) 및/또는 상기 안테나 소자의 IC 칩과 같은 구동 회로가 배치될 수 있다.
상기 안테나 소자의 패드 전극(116)을 상기 구동 회로에 인접하도록 배치함으로써, 신호 송수신 경로를 단축시켜 신호 손실을 억제할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 표시 영역(210) 내에 상기 안테나 소자의 더미 전극(130)이 배치될 수 있다. 또한, 표시 영역(210) 내에 상기 안테나 소자의 반사 전극(140)이 배치될 수 있다. 예를 들면, 안테나 소자의 패드 전극(116) 및 반사 전극(140)은 방사 전극(112)을 사이에 두고 서로 반대측에 배치될 수 있다.
더미 전극(130)을 배치하여 방사 전극(112)의 시인을 방지하고, 반사 전극(140)을 통해 주파수 또는 신호의 서로 다른 디스플레이 장치들 사이에서의 상호 송/수신을 구현시킬 수 있다.
따라서, 예시적인 실시예들에 따른 안테나 소자를 포함하는 디스플레이들(200) 장치들의 전체적인 방사 효율, 방사 신뢰성이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 안테나 소자는 디스플레이 장치(200)의 배면부로 실장될 수도 있다. 이 경우, 방사 전극(112) 및 반사 전극(140)은 각각 속이 찬 도전 패턴 형상을 가질 수 있다.
90: 제2 전극층 100: 유전층
110: 제1 전극층 112: 방사 전극
114: 전송 선로 116: 패드 전극
120a: 제1 분리 영역 120b: 제2 분리 영역
130: 더미 전극 140: 반사 전극

Claims (16)

  1. 유전층;
    상기 유전층의 상면 상에 배치되며 방사 전극 및 상기 방사 전극과 연결된 전송 선로를 포함하는 안테나 패턴; 및
    상기 안테나 패턴과 전기적, 물리적으로 분리되며 상기 안테나 패턴과 함께 상기 유전층의 상면 상에 배치되는 반사 전극을 포함하는, 안테나 소자.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 반사 전극은 각각 메쉬 구조를 포함하는, 안테나 소자.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 안테나 패턴 및 상기 반사 전극과 전기적, 물리적으로 분리되며, 상기 안테나 패턴 및 상기 반사 전극 주변에 형성된 메쉬 형상의 더미 전극을 더 포함하는, 안테나 소자.
  4. 청구항 1에 있어서, 복수의 상기 반사 전극들이 수평 방향을 따라 배열되는, 안테나 소자.
  5. 청구항 4에 있어서, 복수의 상기 반사 전극들이 상기 수평 방향을 따라 순차적으로 면적이 증가 또는 감소하도록 배열되는, 안테나 소자.
  6. 청구항 4에 있어서, 복수의 상기 반사 전극들이 상기 수평 방향을 따라 배열되어 반사 전극 행이 정의되며,
    복수의 상기 반사 전극 행들이 수직 방향을 따라 배열되는, 안테나 소자.
  7. 청구항 6에 있어서, 이웃하는 상기 반사 전극 행들에 포함된 상기 반사 전극들은 반대의 배열 형태 또는 반대의 배열 순서로 마주보도록 배치된, 안테나 소자.
  8. 청구항 1에 있어서, 평면 방향에서 면적이 다른 상기 반사 전극들이 순차적으로 중첩되도록 배열된, 안테나 소자.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 안테나 패턴은 상기 전송 선로의 말단과 연결되는 신호 패드를 더 포함하는, 안테나 소자.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 반사 전극은 상기 방사 전극을 사이에 두고 상기 신호 패드와 반대 측에 배치되는, 안테나 소자.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 유전층의 저면 상에 배치된 그라운드 층을 더 포함하는, 안테나 소자.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 반사 전극 사이의 이격 거리는 상기 방사 전극의 공진 주파수의 반파장(λ/2) 이상인, 안테나 소자.
  13. 청구항 1에 있어서, 상기 방사 전극 및 상기 반사 전극은 은(Ag), 금(Au), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 바나듐(V), 철(Fe), 망간(Mn), 코발트(Co), 니켈(Ni), 아연(Zn), 몰리브덴(Mo), 칼슘(Ca) 및 이들의 합금으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 안테나 소자.
  14. 청구항 1에 따른 안테나 소자를 포함하는, 디스플레이 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 장치의 전면 측으로 실장되며, 상기 방사 전극 및 상기 반사 전극은 메쉬 구조를 포함하는, 디스플레이 장치.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 안테나 소자는 상기 디스플레이 장치의 배면 측으로 실장되며, 상기 방사 전극 및 상기 반사 전극은 서로 분리된 속이 찬(solid) 도전 패턴 형상을 갖는, 디스플레이 장치.
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